diseño de sifón nº 01

8/16/2019 Diseño de Sifón Nº 01

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Dimensiones del sifonQDISEÑO QDISEÑO= 0.50 m /s

Cota de entrada al Sifón CENTRADA= 4007.38 m

Cota de salida al Sifón CSALIDA= 4004.58 m

Longitud del Sifón L= 44.4 m

Progresiva Entrada PENTRADA 0+090

Progresiva Salida PSALIDA 0+136

1).- Calcular las dimensiones del canal

*) Caracteristicas de canal de Entrada a la camara de carga

Ancho Base mayor de Canal= 1.80 m Ancho Base mayor de Canal= 0.40 m Altura de Canal= 0.70 m

Q b z n S y A P R VCANAL(m3/s) (m) (m/m) (m) (m) (m) (m) (m/s)

0.50 0.40 1.00 0.016 0.002 0.50 0.45 1.81 0.25 1.10

2).- Selección del diametro del tubo

De la fórmula:

Asumiendo un diámetro del Sifón: D= 0.60 m

Tenemos: A= 0.28 mV= 1.77 m/s

3).- Carga disponible

Diferencia de cotas ∆z = 2.8 m.

4).- Cálculo de pérdidas en el Sifón

a).- Pérdida de carga de Entrada al Sifón

La Perdida por Entrada:

hENTRADA= 0.006 m

b) Perdida de carga en la Rejilla

Cuando la estructura consta de bastidores de barrotes y rejillas para el paso del agua, las pérdidas originadas se calculan con la ec. :

Donde :

hREJILLA = Perdidas por Rejilla

K= 1.45-0.45(An/Ag)-(An/Ag)2

K= Coeficiente de perdidas en la Rejilla An = Area neta de paso entre rejillas Ag= Area bruta de la estructura y su soporte, que quede dentro del area hidraulica.V = Velocidad a traves del area neta de la rejilla dentro del area hidraulica.

An (m2) Ag (m2) K V (m)0.70 0.80 0.28 1.10

hREJILLA= 0.017 m

c) Pérdida de carga por fricción en el sifónObtenida por la siguiente ecuacion

Donde :Velocidad del agua en el conducto : 1.77 m/sDiametro de la tubería del sifón : 0.60 mLongitud total del conducto : 50 m

MEMORIA DE CÁLCULO DE SIFÓN Nº 01

A

QV DISEÑO

g

V h

CANAL

ENTRADA2

1.0 2

g

KV h REJILLA

2

2

gD fLV h

TUBERÍA

FRICCIÓN 2

2


2/4

Re= V*D/uν= 1.07E-06 m

2/s Para (20º C)

Re= 991,619.58Ks= 0.00015

f= 0.015

hf = 0.202 m

Desnivel Topografico : 2.80 m

Si el 25% más de la perdida de carga por fricción es menor que el desnivel topografico:

0.25 < 2.801 Proseguir con el Cálculo

d) Perdidas de carga por cambio de dirección o codos

Tramo 1 Tramo 2 Tramo 3 Total Angulo de Deflexión Δ 12.45 11.25 22.50hCODOS= 0.25√( Δ/90)V

2/2g 0.01 0.01 0.02 0.05

Perdidas de cargas totales por cambio de direcciòn hCODOS = 0.049 m

e) Pérdida de carga por de Salida del Sifón

hSALIDA= 0.032 m

5).- En resumenLas pérdidas de cargas totales son

a) h ENTRADA= 0.006 m

b) h REJILLA= 0.017 m

c) h FRICCIÓN= 0.202 m

d) h CODOS= 0.049 m

e) h SALIDA= 0.032 m

hTOTAL= 0.31 m

Para cuestiones de diseño se tiene

hCARGA ACEPTADO =1.25 hTOTAL

hCARGA ACEPTADO = 0.38 < 2.801 OK

6).- Altura mínima para evitar el ingreso de aire S:

Según Gulliver, et al (1986)

Numero de Froude:

F= 0.73S>= 0.47 m ==> 0.50 m

Según los Abacos de COE (1980)

S>= 0.99 m ==> 1.00 m

Tomamos el mayor de las dos fórmulas:

S= 1.00 m

7).- Dimensionamiento de la Camara de Carga

Altura de la Cámara de Carga:

ΔDEFLEXIÓN= 12.45 º

HCAMARA= 1.99 m ==> 2.00 m

Velocidad de Aproximación

Descripcion

F DS

4.05.0

gD

V F

21

.7245.0 DV S

g V h

TUBERÍA

ENTRADA2

2.0 2

40.0)cos( DEFLEXIÓN CAMAEA

DS H


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Asumimos: V APROXIMACIÓN= 0.18 m/s

Ancho de la Cámara de Carga:

bCAMARA= 1.39 m ==> 1.40 m

Longitud de la Camara de Carga:

LCAMARA= 9.47 m ==> 9.50 m

Longitud de transicion

Donde:

B = Ancho del canal de entradab = Ancho de la camara de cargaβ = 12.5º

LTRANSICIÓN= 0.90 m

CAMARAÓN APROXIMACI

CAMARA H V Q

b.

2)(

304.0 DC C

H LQ L

SALIDA ENTRADA

CAMARACAMARA

)5.12(2TAN

b B L CAMARACANAL

TRANSICIÓN


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